PHP 学习笔记

1、PHP简史

1. PHP最初是作为工具包出现。
2. 1996发布2.0版本，可以访问数据库，还可以把PHP代码嵌入到HTML页面中。
3. PHP3.0重写了代码，具有强大的可扩展性。
4. 2000发布4.0，出现Zend引擎，性能提升近10倍。
5. 2004发布5.0，引入了面向对象、类型提示和异常处理。
6. 2005年发起的6.0最终被取消，但命名空间、匿名函数、闭包等特性加入到5.x版本。
7. 2016发布PHP7，性能提升一倍。
8. 2020发布PHP8，引入JIT 编译、联合类型、属性等，性能提升一倍。

2、PHP程序执行方式

PHP为解释执行，首先将源码编译为opcode指令集合，后PHP虚拟机解释执行opcode。PHP8又引入了JIT编译。PHP程序执行由Zend引擎完成，底层是C语言实现。

PHP 源码目录：

• sapi：输入输出层的抽象，常用实现有：
  • apache2handler，编译生成动态链接库，当有http请求到Apache时，根据配置调用此动态链接库，执行PHP代码；
  • cgi-fcgi，编译生成支持CGI协议的可执行程序，通过CGI协议把请求传给CGI进程，执行代码将结果返回，退出进程；
  • fpm-fcgi，FastCGI进程管理器，若使用Nginx，Nginx按照FastCGI协议把请求交给php-fpm进程处理；
  • cli，命令行交互接口；
• Zend：Zend引擎核心代码，包括编译器、解释器、内存管理、底层数据结构等
• main：SAPI层和Zend层的黏合剂，解析参数，调用PHP脚本
• ext：PHP扩展，比如定义了array、str、pdo等函数
• TSRM：线程安全资源管理器，为每个线程提供独立的全局变量副本

PHP虚拟机架构：

PHP内存管理：

• 采用了内存池，用于提高内存分配、释放的性能
• 借鉴了jemalloc和tcmalloc这两个成熟的内存管理方案
• 垃圾回收为引用计数法

3、变量

PHP变量为弱类型，类型在运行时动态决定，底层由结构体zval表示，占16字节。

$an_int = 12; // 变量声明

• 四种标量类型：
  bool（布尔型）：值为 true 或 false
  int（整型）
  float（浮点型，也称作 double)
  string（字符串）：二进制安全
• 四种复合类型：
  array（数组）：实现为HashTable
  object（对象）：属性通过HashTable实现
  callable（可调用）：支持简单函数、类的方法、实现__invoke方法的对象
  iterable（可迭代）：配合foreach使用，支持array 、Traversable、yield
• 两种特殊类型：
  resource（资源）：文件句柄、Socket连接、数据库连接等
  NULL（无类型）

var_dump()  // 表达式的值和类型
gettype() // 表达式的类型
is_int()  // is_type函数，检查类型
$foo = (int) $bar; // 强制类型转换

引用：

$a =& $b; // 意味着 $a 和 $b 指向了同一个变量

变量的作用域：
局部变量、全局变量、静态变量、常量

智能字符串：
smart_str，用于频繁对一个字符串进行扩容修改。

4、数组 array

数组的语义：

• PHP数组是一个字典，存储key-value对，键是整型或字符串。
• PHP数组是有序的，有序指插入顺序。

数组的实现为Hashtable:

• bucket：存储单元，存储key、value、h值等
• slot：一个slot下可以有多个bucket
• 冲突解决：链地址法，即将同一个slot中的bucket通过链表连接起来
• hash1函数：字符串key计算出一个h值，h值为数字，数字key返回数字本身
• hash2函数：将h值映射为slot的索引值
• h和key：“h”代表数字key，“key”代表字符串key

数组的数据结构：

• 所有bucket都分配在连续的数组内存中，冲突解决是记录下一个bucket在数组中的索引
• bucket分为未使用、有效、无效三种。插入操作永远在下一个未使用bucket上进行。删除操作将有效标记为无效。当无效bucket较多时，对整个bucket数组进行rehash操作，一部分有效和无效bucket会被释放出来，重新变为未使用bucket。

packed array 和 hash array：

$a = array(1,2,3); // packed array
$b = array('x'=>1, 'y'=>2, 'z'=>3); // hash array

• packed array
  数组的key即为bucket数组的下标
• hash array
  数组的key通过hash函数得到索引，再通过索引数组得到所在bucket
  

5、面向对象

class SimpleClass extends BaseClass {
	// 常量
	const CONST_VALUE = 'A constant value';
    // 声明属性
    public $var = 'a default value';
    // 构造方法
    function __construct() {
        parent::__construct();
        print "In SubClass constructor\n";
    }
    // 声明方法
    public function displayVar() {
        echo $this->var;
    }
}
$obj = new SimpleClass();
echo $obj::CONST_VALUE;
echo SimpleClass::CONST_VALUE;

可见性：public(默认)、protected、private
static：静态属性/方法，可以直接通过类访问
final：final方法无法被子类覆盖，final类不能被继承

抽象类和接口：

abstract class AbstractClass {
    abstract protected function getValue();
}
interface iTemplate {
    public function setVariable($name, $var);
}

trait：
组合的代码复用方式；
当前类的成员覆盖 trait 的方法，而 trait 覆盖被继承的方法；

trait ezcReflectionReturnInfo {
    function getReturnType() { /*1*/ }
    function getReturnDescription() { /*2*/ }
}
class ezcReflectionMethod extends ReflectionMethod {
    use ezcReflectionReturnInfo;
    /* ... */
}
// 使用多个trait
class Aliased_Talker {
    use A, B {
        B::smallTalk insteadof A; // 同名时使用B的smallTalk 
        B::bigTalk as talk; // B的bigTalk起一个别名
    }
}

匿名类：

var_dump(new class(10) {
    private $num;
    public function __construct($num) {
        $this->num = $num;
    }
});

重载：
PHP的重载指动态地创建类属性和方法。
重载方法必须声明为 public。

// 以下“不可访问”指未定义或不可见

// 在给不可访问属性赋值时，__set() 会被调用。
public __set ( string $name , mixed $value ) : void
// 读取不可访问属性的值时，__get() 会被调用。
public __get ( string $name ) : mixed
// 当对不可访问属性调用 isset() 或 empty() 时，__isset() 会被调用。
public __isset ( string $name ) : bool
// 当对不可访问属性调用 unset() 时，__unset() 会被调用。
public __unset ( string $name ) : void
// 在对象中调用一个不可访问方法时，__call() 会被调用。
public __call ( string $name , array $arguments ) : mixed
// 在静态上下文中调用一个不可访问方法时，__callStatic() 会被调用。
public static __callStatic ( string $name , array $arguments ) : mixed

遍历属性：

// 遍历所有可见属性
foreach($objA as $key => $value) {
    print "$key => $value\n";
}

也可以实现 Iterator 接口或 IteratorAggregate 接口，自行决定如何遍历。

魔术方法：
__construct()， __destruct()， __call()， __callStatic()， __get()， __set()， __isset()， __unset()， __sleep()， __wakeup()， __serialize(), __unserialize(), __toString()， __invoke()， __set_state()， __clone() 和 __debugInfo() 等方法。

自定义方法建议不要以 __ 为前缀。

对象复制：

// 浅拷贝
$copy_of_object = clone $object;

对象比较：

• $o1 == $o2 两个对象的属性和属性值都相等，且是同一个类的实例
• $o1 === $o2 指向同一个对象

后期静态绑定：
用于在继承范围内引用静态调用的类。

class A {
    public static function foo() {
        static::who();
    }
    public static function who() {
        echo __CLASS__." ";
    }
}

class B extends A {
    public static function test() {
        A::foo();
        parent::foo();
        self::foo();
    }
    public static function who() {
        echo __CLASS__." ";
    }
}
class C extends B {
    public static function who() {
        echo __CLASS__." ";
    }
}

C::test(); // 输出 A C C

协变与逆变：
协变使子类比父类方法能返回更具体的类型； 逆变使子类比父类方法参数类型能接受更模糊的类型。

6、CGI (Common Gateway Interface)

CGI 是一种数据协议，用来规范web服务器传输到php解释器中的数据类型以及数据格式，包括URL、查询字符串、POST数据、HTTP header等。CGI程序可以由不同语言实现。

PHP Web服务处理请求过程：

CGI 与 Servlet 的区别：

• Servlet 处于服务器进程中，它通过多线程方式运行其 service 方法，一个实例可以服务于多个请求，并且其实例一般不会销毁
• CGI 对每个请求都产生新的进程，服务完成后就销毁，称作 fork-and-execute 模式，效率上低于servlet

因为CGI效率低，但对配置很敏感，通常被用在开发和调试阶段。

FastCGI：
FastCGI 是 CGI 的增强版本，主要用来提高CGI程序性能，同样可以由不同语言实现。工作方式：

1. Web Server启动同时，加载FastCGI进程管理器（nginx的php-fpm或微软IIS的ISAPI或Apache的Module)
2. FastCGI进程管理器读取php.ini配置文件，对自身进行初始化，启动多个CGI解释器进程(php-cgi)，等待来自Web Server的连接
3. 当Web Server接收到客户端请求时，FastCGI进程管理器选择并连接到一个CGI解释器。Web server会将相关环境变量和标准输入发送到FastCGI子进程php-cgi进行处理
4. 在Linux中，nginx加php-fpm是最主流的使用方式

PHP SAPI（Server Application Programimg Interface）：

• 相当于PHP外部环境的代理器。PHP可以应用在终端上（CLI SAPI），也可以应用在Web服务器中（CGI SAPI）。
• 底层实现为 _sapi_module_struct。

Nginx + PHP-FPM 模式：

• FPM(FastCGI Process Manager)是一个FastCGI进程管理器，可以有效控制内存和进程，支持平滑重启PHP及重载PHP配置。
• FPM是多进程的服务，其中有一个master进程（做管理工作）和多个worker进程（处理数据请求）。
• 执行过程主要分为5大阶段，分别是模块初始化、请求初始化、执行、请求关闭和模块关闭。由于FPM是常驻内存的进程，所以其模块初始化只做一次，便进入循环，而模块关闭在进程退出时也只做一次。

PHP-FPM 进程有三种设置方式：

• static：固定数量的worker进程
• dynamic：设置一个范围，worker进程数动态变化
• ondemand：worker进程闲置了指定秒数后就会被杀掉

通信示意图：

7、控制语句

条件语句：
if…elseif…else 、 switch…case

循环语句：
while 、 do…while 、 for 、 foreach
break 、 continue

代替语法：
把左花括号 { 换成冒号 :，把右花括号 } 分别换成 endif;，endwhile;，endfor;，endforeach; 以及 endswitch;

if ($a == 5):
    echo "a equals 5";
else:
    echo "a is not 5";
endif;

goto:

for($i=0,$j=50; $i<100; $i++) {
	while($j--) {
		if($j==17) goto end; 
	}  
}
echo "i = $i";
end:
echo 'j hit 17';

match:

$expressionResult = match ($condition) {
    1, 2 => foo(),
    3, 4 => bar(),
    default => baz(),
};

8、函数

生成器：
yeild

function makeRange($length) {
    for($i = 0; $i < $length; $i++) {
        yield $i;
    }
}
foreach (makeRange(100) as $i) {
    echo $i . PHP_EOL;
}

闭包（匿名）函数：

$message = 'hello';

// 继承 $message
$example = function () use ($message) {
    var_dump($message);
};
$example();

箭头函数：
匿名函数和箭头函数都是 Closure 类的实现

$y = 1;
// 可以自动捕获变量的值
$fn1 = fn($x) => $x + $y;

var_export($fn1(3));

Callable 类型：

// An example callback function
function my_callback_function() {
    echo 'hello world!';
}

// An example callback method
class MyClass {
    static function myCallbackMethod() {
        echo 'Hello World!';
    }
}

// Type 1: Simple callback
call_user_func('my_callback_function'); 

// Type 2: Static class method call
call_user_func(array('MyClass', 'myCallbackMethod')); 

// Type 3: Object method call
$obj = new MyClass();
call_user_func(array($obj, 'myCallbackMethod'));

PHP 8 新特性